package com.labuladong.datastructure;

import java.util.NoSuchElementException;

public class MyDoubleLinkedList<E> {

    //虚拟头、尾节点
    private Node<E> head;
    private Node<E> tail;

    //链表长度
    private int size;

    //节点定义
    private static class Node<E> {

        E value;
        Node<E> prev, next;

        public Node(E value) {
            this.value = value;
        }
    }

    //构造方法
    public MyDoubleLinkedList() {

        //初始化虚拟头、尾节点
        this.head = new Node<>(null);
        this.tail = new Node<>(null);

        head.next = tail;
        tail.prev = head;

        this.size = 0;
    }

    //在头部添加节点
    public void addFirst(E e) {

        //创建新节点
        Node<E> newNode = new Node<>(e);

        //找到第一个节点
        Node<E> firstNode = head.next;

        // newNode <-> firstNode
        newNode.next = firstNode;
        firstNode.prev = newNode;

        // head <-> newNode <-> firstNode
        head.next = newNode;
        newNode.prev = head;

        //更新链表长度
        size++;
    }

    //在尾部添加节点
    public void addLast(E e) {

        //创建新节点
        Node<E> newNode = new Node<>(e);

        //找到最后一个节点
        Node<E> lastNode = tail.prev;

        // lastNode <-> newNode
        lastNode.next = newNode;
        newNode.prev = lastNode;

        // lastNode <-> newNode <-> tail
        tail.prev = newNode;
        newNode.next = tail;

        //更新链表长度
        size++;
    }

    //在指定位置添加节点
    public void add(int index, E e) {

        //检查索引位置是否可以插入
        checkInsertIndexLegality(index);

        if (index == 0) {
            addFirst(e);
        } else if (index == size) {
            addLast(e);
        } else {
            //获取 index 的前一个节点
            Node<E> prevNode = getNode(index - 1);

            //创建新节点
            Node<E> newNode = new Node<>(e);

            //获取 index 的后一个节点
            Node<E> nextNode = prevNode.next;

            // prevNode <-> newNode
            prevNode.next = newNode;
            newNode.prev = prevNode;

            // prevNode <-> newNode <-> nextNode
            newNode.next = nextNode;
            nextNode.prev = newNode;

            //更新链表长度
            size++;
        }
    }

    //删除第一个节点
    public E removeFirst() {

        //判断链表是否为空
        if (isEmpty()) {
            throw new NoSuchElementException();
        }

        //获取第一个节点
        Node<E> firstNode = head.next;
        E deleteData = firstNode.value;

        //获取下一个节点
        Node<E> nextNode = firstNode.next;

        //head <-> nextNode
        head.next = nextNode;
        nextNode.prev = head;

        firstNode.next = null;
        firstNode.prev = null;

        size--;
        return deleteData;
    }

    //删除最后一个节点
    public E removeLast() {

        //判断链表是否为空
        if (isEmpty()) {
            throw new NoSuchElementException();
        }

        //获取最后一个节点
        Node<E> lastNode = tail.prev;
        E deleteData = lastNode.value;

        //获取前一个节点
        Node<E> prevNode = lastNode.prev;

        // prevNode <-> lastNode
        prevNode.next = tail;
        tail.prev = prevNode;

        lastNode.prev = null;
        lastNode.next = null;

        size--;
        return deleteData;
    }

    //删除指定位置的节点
    public E remove(int index) {

        //检查索引位置是否合法
        checkIndexLegality(index);

        //获取指定位置的节点
        Node<E> curNode = getNode(index);
        E deleteData = curNode.value;

        //获取前一个节点
        Node<E> prevNode = curNode.prev;

        //获取后一个节点
        Node<E> nextNode = curNode.next;

        // prevNode <-> nextNode
        prevNode.next = nextNode;
        nextNode.prev = prevNode;

        curNode.prev = null;
        curNode.next = null;

        size--;
        return deleteData;
    }

    //获取指定位置节点的值
    public E get(int index) {

        //检查索引位置是否合法
        checkIndexLegality(index);

        //获取指定位置的节点
        Node<E> curNode = getNode(index);

        return curNode.value;
    }

    //获取第一个节点的值
    public E getFirst() {

        //判断链表是否为空
        if (isEmpty()) {
            throw new NoSuchElementException();
        }

        return head.next.value;
    }

    //获取最后一个节点的值
    public E getLast() {

        //判断链表是否为空
        if (isEmpty()) {
            throw new NoSuchElementException();
        }

        return tail.prev.value;
    }

    //修改指定位置的值
    public E set(int index, E e) {

        //检查索引位置是否合法
        checkIndexLegality(index);

        //获取指定位置的节点
        Node<E> curNode = getNode(index);

        //获取旧值
        E oldData = curNode.value;

        //修改值
        curNode.value = e;

        return oldData;
    }

    //工具方法

    //获取链表长度
    public int size() {
        return size;
    }

    //判断链表是否为空
    public boolean isEmpty() {
        return size == 0;
    }

    //根据索引获取节点
    private Node<E> getNode(int index) {

        //判断索引是否越界
        checkIndexLegality(index);

        //获取节点
        Node<E> cur = null;
        if (index < size / 2) {
            //前半部分
            cur = head.next;
            for (int i = 0; i < index; i++) {
                cur = cur.next;
            }
        } else {
            //后半部分
            cur = tail;
            for (int i = size - 1; i > index; i--) {
                cur = cur.prev;
            }
        }

        return cur;
    }

    //检查索引位置是否合法
    private void checkIndexLegality(int index) {
        if (index < 0 || index >= size) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("Index is illegal!" + ", Size: " + size);
        }
    }

    //检查索引位置是否可以插入
    private void checkInsertIndexLegality(int index) {
        if (index < 0 || index > size) {
            throw new IndexOutOfBoundsException("Index is illegal!" + ", Size: " + size);
        }
    }

    //展示链表信息
    private void display() {
        System.out.println("size = " + size);
        for (Node<E> p = head.next; p != tail; p = p.next) {
            System.out.print(p.value + " <-> ");
        }
        System.out.println("null");
    }

    public static void main(String[] args) {

        MyDoubleLinkedList<Integer> list = new MyDoubleLinkedList<>();

        list.addLast(1);
        list.addLast(2);
        list.addLast(3);
        list.addFirst(0);
        list.add(2, 100);

        list.display();
        // size = 5
        // 0 <-> 1 <-> 100 <-> 2 <-> 3 -> null
    }
}
